CNC機械加工は、切削工具を使用して原材料または既存の部品から材料を除去するサブトラクティブ製造方法です。 CNCマシニングセンターは一般的に最先端の5軸工作機械を使用しており、中間設定を排除し、アンダーカットおよびオフアクシス機能を有効にすることで、ターンアラウンドタイムを大幅に短縮します。
単純な平面部品から要求の厳しい非常に複雑な表面形状まで、適切なCNC工作機械を選択することが重要です。 さまざまなタイプのCNC工作機械がさまざまな部品を処理できます。 使用する機械のタイプ（CNC旋盤、3軸CNCフライス盤、または5軸マシニングセンター）は、通常、製品タイプの部品の複雑さ、形状、サイズ、公差、最終用途、および材料によって異なります。
CNC機械加工材料
材料は、CNC機械加工のコストに影響を与える2番目に重要な要素であることがよくあります。 材料のコストとその機械加工性のバランスをとることができれば、最も費用効果の高い機械加工が実現されます。 機械加工性や加工のしやすさに関しては、材料の機械加工性が強いほど、部品の製造が速くなり、サービスコストが低くなります。 プラスチック材料とより柔らかい金属合金は、一般的に処理が簡単です。 材料の固有の機械加工性を判断するには、CNC加工チャートのさまざまな材料特性を参照してください。
CNC加工時間と労力
CNC工作機械をプログラミングする技術者CNC機械加工を使用して製造する場合、通常、最大のコスト要因は部品の製造に必要な時間です。 複雑な大型部品は処理時間が長くなるため、全体のコストが高くなります。
多軸加工を必要とする複雑な形状はより長い時間を必要とし、複雑な構造は通常、手動の製造と後処理に依存します。 パーツデザインの各面に異なる機能が含まれている場合は、通常、手動で再配置する必要があります。 これらの機能を処理するために、新しいフィクスチャで再配置する必要のあるパーツが使用される場合があります。 設計の実現に関連するプロセスが多いほど、部品のコストは高くなります。
CNC加工のコストは、部品の数が増えるにつれて大幅に減少します。 プロジェクトの初期段階では、機械加工部品の数が多いため、単価の低下を考慮すると有利な場合があります。
CNC部品設計
アルミニウム加工部品は、最適化された設計により迅速に製造でき、手動での再配置はほとんど必要ありません。これにより、加工部品のコストを大幅に削減できます。 具体的には、次の主な設計機能を検討できます。
アスペクト比が4未満の設計機能が理想的です。 機能が小さいほど、通過するマシンが多くなり、振動が発生しやすくなるため、精度と処理時間が向上します。
キャビティの深さは、直径の2〜3倍までの深さでキャビティを切断する場合に最適です。 可能であれば、深さを工具の直径の4倍未満にします。
壁の厚さは0.8〜1.5mmである必要があります。 壁が薄い場合は、切削深さが浅い場合に工具を使用して複数回パスする必要があります。 薄肉のフィーチャーは振動しやすいため、精密加工が難しく、加工時間が長くなる可能性があります。
標準のドリルサイズの穴はすばやく完成でき、非標準の穴はエンドミルで加工する必要があります。これにより、総コストと処理時間が増加します。 ねじ山は、最小長さが穴径の1.5倍、最大長さが穴径の3倍になるように設計する必要があります。
長さと直径の比率が3：1以下の場合、フライス盤の時間を短縮し、工具を交換する必要がなく、全体的な加工時間を短縮できます。
CNC機械加工の注文のコストを削減しようとするときは、安価な材料と簡単な機械加工、および最適化された標準化された設計のバランスをとることが最善です。 設計のすべての機能が主要なプロジェクトにとって重要であることを確認することで、全体的な範囲を簡素化できます。 メカニックの要件が複雑になるほど、ソリューションの効率は低下します。
結論
大まかに言えば、その設計、特定の寸法、および要件のために、複雑な部品は機械加工プロセス中にさらに考慮する必要があります。 部品が設計プロセスにあるとき、設計エンジニアは常に可能な限りシンプルで製造しやすい部品の製造に努める必要があります。 設計が単純であるほど、製造が容易になり、間接費が安くなります。
機械設計者は、最大のパフォーマンスを提供しながら、より少ないコンポーネントで済む設計を作成する方法を考えてきました。これにより、コストを削減しながら、効率と歩留まりを確保できます。 CNC機械加工は、部品の製造とプロトタイピングに効果的な製造方法です。 主要な設計の詳細と処理能力のバランスが取れていないと、費用対効果が失われる可能性があります。